纤维素水凝胶作为高效干燥剂用于水污染液压润滑油的破乳脱水研究

本研究针对液压润滑油因添加剂亲水性导致的水污染问题，创新性地采用可再生纤维素水凝胶（cellulose hydrogel）作为干燥剂，开发了径向流固定床系统。研究通过批量和连续流实验证实，该材料可显著降低油液浊度（从haze 6降至haze 1），去除80%水分，且经5次再生后仍保持高效。成果为工业油液绿色净化提供了新方案，发表于《Journal of Industrial and Engineering Chemistry》。

　　

液压润滑油是工业设备的核心“血液”，但其添加剂中的两亲性分子（amphiphilic compounds）易与水结合形成乳化液，导致设备腐蚀和性能下降。传统脱水技术如离心、真空加热等存在能耗高、效率低等问题。如何实现绿色高效的油液净化，成为工业界亟待解决的难题。

为此，来自巴西坎皮纳斯大学等机构的研究团队在《Journal of Industrial and Engineering Chemistry》发表研究，首次将纤维素水凝胶应用于液压润滑油HYDRA XP46的破乳脱水。这种生物基材料通过环氧氯丙烷交联微晶纤维素合成，具有三维网络结构。研究人员设计了径向流固定床系统，通过2²因子实验分析温度（25-45°C）和流速（1-2 L·d^-1）的影响，结合批量实验评估动力学和再生性能。

Hydrogel synthesis
采用低温溶解-交联法，将4%纤维素与环氧氯丙烷在碱性尿素溶液中反应，形成具有高吸水性的三维网络结构。

Analysis of water solubility
发现油中水溶解度随温度升高从115 mg·kg^-1（25°C）增至170 mg·kg^-1（65°C），但远低于国际标准限值250 mg·kg^-1，证实需重点处理游离水和乳化水。

Conclusion
纤维素水凝胶使浊度从haze 6降至haze 1，去除80%水分。增加凝胶质量可缩短处理时间而不影响平衡效率。连续24小时实验验证系统稳定性，再生5次后性能未衰减。径向流设计实现低压降、均匀温度分布，适合工业场景。

该研究开创性地将生物基材料与工程化设计结合，为解决工业油液污染提供了可持续方案。纤维素水凝胶的可再生性、低CO₂排放特性，与当前绿色制造趋势高度契合。团队特别指出，该方法完整保留了油液添加剂性能，对保障重型机械长效运行具有重要意义。